Рис. 7.37

Рис. 7.38

Фирма ТIMKEN (США) рекомендует для этой цели регулировочную гайку1 навинчивать на резьбу вала и стопорить в определенном положении (рис. 7.37). При шлифовании вала шлифуют и базовый торец гайки 1.

Некоторые заводы обеспечивают постоянный осевой натяг в конических роликовых подшипниках установкой колец 1 с большим количеством пружин, расположенных по окружности (рис. 7.38, а, б).

Установка упругих элементов улучшает условия работы подшипников, так как даже при относительно неточном их регулировании при любом тепловом удлинении вала устранен осевой зазор в подшипниках.

Упругие элементы можно встраивать в опоры не только с коническими роликовыми, но и с шариковыми радиальными (рис. 7.38, в) и радиальноупорными (рис. 7.38, г) подшипниками.

7.6. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОР ВАЛОВ КОНИЧЕСКИХ ШЕСТЕРЕН

Схемы осевого фиксирования валов конических шестерен приведены на рис. 7.39. В узлах конических передач широко применяют консольное закрепление вала-шестерни (рис. 7.39, а–в). Конструкция узла в этом случае получается простой, компактной и удобной для сборки и регулирования. Недостаток консольного расположения шестерни — повышенная концентрация нагрузки по длине зуба шестерни. Если шестерню расположить между опорами (рис. 7.39, г), то концентрация нагрузки будет ниже вследствие уменьшения прогиба вала и угла поворота сечения в месте

реакцию считают приложенной к валу в точке пересечения его оси с нормалями, проведенными через середины контактных площадок на кольцах подшипника. Введем обозначения: b — расстояние между точками приложенияa реакций; — размер консоли; d — диаметр вала в месте установки подшипника; l — расстояние до вершины делительного конуса (см. рис. 3.2). При конструировании следует принимать: d ≥ 1,3а; в качестве b— большее из двух b ≈ 2,5а или b ≈ 0,6l. Конструктор стремится получить размер а минимальным для уменьшения изгибающего момента, действующего на вал. После того как определен этот размер, по приведенным соотношениям принимают расстояние b. При этом узел получается весьма компактным.

Подшипник, расположенный ближе к конической шестерне, нагружен большей радиальной силой и, кроме того, воспринимает и осевую силу. Поэтому в ряде конструкций этот подшипник имеет больший диаметр отверстия внутреннего кольца.

Конструкция вала конической шестерни, фиксированного по схеме «враспор» (рис. 7.39, б), приведена на рис. 7.41. Эта схема установки подшипников при соблюдении необходимого по условиям жесткости соотношения между b и a имеет значительные размеры узла в осевом направ-

лении. Применять ее в силовых передачах не рекомендуют.

Конструкция вала конической шестерни, фиксированного по схеме рис. 7.39, в, показана на рис. 7.42. Для удобства регулирования осевого положения шестерни фиксирующая опора заключена в стакан. Ближний к шестерне подшипник установлен непосредственно в отверстии корпуса. Это повышает точность радиального положения шестерни.

При расположении конической шестерни между опорами по схеме рис. 7.39, г плавающую опору можно размещать в стакане (рис. 7.43). Недостатком конструкций, выполненных по этой схеме, является усложнение формы сопряженного с шестерней конического колеса.

При конструировании узлов валов конических шестерен предусматривают регулирование зазоров подшипников фиксирующих опор и регулирование конического зацепления (осевого положения вала-шестерни).

По рис. 7.40 зазоры в подшипниках регулируют круглой шлицевой гайкой 1, осевое положение вала-шестерни — набором тонких металлических

прокладок 2. По рис. 7.41–7.43 регулирование зазоров в подшипниках осуществляют набором прокладок 1, а зацепления — набором прокладок 2.

В целях обеспечения возможности применения стандартного (ГОСТ 16984–79) ключа для завинчивания круглая шлицевая гайка должна быть вынесена за пределы фланца стакана (см. рис. 7.43), что увеличивает осевые размеры узла и усложняет форму крышки подшипника. При применении торцового гаечного нестандартного ключа эти недостатки можно устранить (см. рис. 7.40).

7.7. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОПОР ВАЛОВ-ЧЕРВЯКОВ

Схемы осевого фиксирования валов-червяков приведены на рис. 7.44. Фиксирование от осевых смещений по схеме «враспор» (рис. 7.44, a; рис. 7.45) применяют при ожидаемой разности температур червяка и корпуса до 20 °С и относительно коротких валах. Так, при установке вала d = = 30...50 мм на шариковых радиаль- но-упорных подшипниках отношение l/d не более 8, на конических

роликовых — l/d не более 6.

Так как на червяк действует зна- Рис. 7.44 чительная осевая сила, то в опорах устанавливают радиально-упорные подшипники. Преимущественно применяют конические роликовые под-

шипники (рис. 7.45, а). Шариковые радиально-упорные подшипники применяют при длительной непрерывной работе передачи в целях уменьшения потерь мощности и тепловыделения в опорах, а также для снижения требований к точности изготовления деталей узла (рис. 7.45, б). Однако размеры опор, выполненных с применением радиально-упорных шарикоподшипников, вследствие их меньшей грузоподъемности больше, чем при конических роликоподшипниках. Поэтому окончательный выбор опор вала червяка иногда делают после сравнительных расчетов и прочерчиваний. Следует иметь в виду, что по схеме «враспор» не рекомендуют устанавливать радиально-упорные подшипники с большим углом контакта (α > 18°). При необходимости применения таких подшипников, а также при больших ожидаемых температурных деформациях вала для закрепления в корпусе вала-червяка используют схему с одной фиксирующей и одной плавающей опорами (схема по рис. 7.44, б).

На рис. 7.46 показан наиболее распространенный вариант выполнения фиксирующей опоры вала-червяка. Вследствие большой осевой силы, действующей на вал червяка, в фиксирующей опоре применяют радиаль- но-упорные подшипники: конические роликовые или шариковые с большим углом контакта. Так как радиально-упорные однорядные подшипники воспринимают осевую силу только одного направления, то для фиксации